第三节 接触网的供电方式资料

接触网组成及供电方式第一节接触网组成接触网是沿铁路上空架设的一条特殊形式的输电线路，它由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础等几部分组成。

一、接触悬挂接触悬挂包括接触线，吊弦，承力索和补偿器及连接零件，接触悬挂通过支持装置架设在支柱上，其作用是将从牵引变电所获得的电能输送给电力机车。

二、支持装置支持装置包括腕臂、水平拉杆（或压管）、悬式绝缘子串、棒式绝缘子及吊挂接触悬挂的全部设备。

支持装置用以支持接触悬挂，并将其负荷传给支柱或其它建筑物。

三、定位装置定位装置包括定位管、定位器、支持器及其连接零件。

其作用是固定接触线的位置，在受电弓滑板运行轨迹范围内，保证接触线与受电弓不脱离，使接触线磨耗均匀，同时将接触线的水平负荷传给支柱。

四、支柱与基础支柱与基础用以承受接触悬挂、支持和定位装置的全部负荷，并将接触悬挂固定在规定的位置和高度上。

第二节接触悬挂的类型接触悬挂的种类较多，一般根据其结构的不同分成简单接触悬挂和链形接触悬挂两大类。

一、简单接触悬挂简单接触悬挂（简称简单悬挂）系由一根接触线直接固定在支柱支持装置上的悬挂形式。

二、链形悬挂链形悬挂是一种运行性能较好的悬挂形式，链形悬挂分类方法较多，按悬挂链数的多少可分为单链形、双链形和多链形（又称三链形）。

目前我国采用单链形悬挂。

链形悬挂根据线索的锚定方式，可分为下列几种形式：1、未补偿简单链形悬挂2、半补偿简单链形悬挂3、半补偿弹性链形悬挂4、全补偿链形悬挂链形悬挂按其承力索和接触线在平面上布置的位置，可分为下列几种形式：1、直链形悬挂：直链形悬挂是承力索和接触线布置在同一垂直平面内，它们在水平面上的投影是一条直线。

2、半斜链形悬挂：在半斜链形悬挂中，承力索与接触线不在同一垂直平面内，它们在水平面上的投影有一个较小的偏移。

3、斜链形悬挂：斜链形悬挂是指接触线和承力索在水平面上的投影有一个较大的偏 移。

在直线区段支柱处，接触线和承力索均布置成方向相反“之”字形第三节 供电方式一、接触网供电方式单边和双边供电为正常的供电方式，还有一种非正常供电方式叫越区供电。

接触网与第三轨在铁路交通领域中，接触网和第三轨是两种常见的供电方式，它们都是铁路电气化时代的产物。

接触网和第三轨的作用是一样的，都是为了为列车提供动力。

本文将介绍什么是接触网和第三轨以及它们的区别。

接触网接触网是一种利用电气化设备将电力传输到行驶中列车上的一种方式。

它是通过张拉在电气化铁路上的铜合金电缆，将电力由异步电动机传输到列车上的空气型受电弓上。

空气型受电弓由悬挂在车体上的碳纤维梁和表面精细处理过的车顶部受电装置组成。

接触网的优点在于，其可以避免列车上重量过大的电池，并且可以为列车提供更大的动力输出。

此外，接触网可以通过利用交流电来为列车提供更高的线路电压，这样可以进一步提高列车的动力输出。

第三轨第三轨是另一种供电设备，它是将铜色的导电轨道嵌入在路基中，垂直于轨道面。

电源会通过这些导电轨道将电能传输到行驶中的列车上。

电流通常是直流电流，因为这样可以减少能量的损失。

和接触网不同的是，第三轨需要列车和轨道之间的电接触来传输电能。

通常是通过使用一个充当当前端的接触装置，通常也称为“鞋子”，将电流传递到车体本身。

此外，为了发送电能，需要在固定位置安装集电装置。

接触网和第三轨的区别接触网和第三轨的主要区别在于它们相互之间的接触方式不同。

由于接触网使用的受电弓是放在车体顶部的，没有什么物理接触点，从而避免了安装导电轨道的困难。

而第三轨因为需要将导电轨道嵌入到地面中，因此需要更多工程建设。

这也使得第三轨的安装成本通常比接触网要高。

接触网和第三轨还有其他的区别。

例如，接触网尤其适用于铁路线路山区地区推动滑行车的断电行驶，而第三轨在这种情况下就不适用。

同时，接触网拥有更好的受电性能和更高的动力输出。

在铁路建设中选择何种供电方式，需要根据线路环境和本地工程条件进行选择。

在这方面，接触网和第三轨都各有优点和局限性，铁路工程师需要做出权衡，选择最适合的供电方案。

结论在铁路交通系统中，接触网和第三轨都是铁路电气化的强有力的支柱。

第三节 带回流线的直接供电方式直接供电方式是将从牵引变电所输出的电能，直接通过接触网供应给电力机车，而回归 电流则通过轨道、大地回到牵引变电所(参见图1—2)。

目前，除日本以外，世界上绝大多数国家的铁路(交流)电气化均采用了直接供电方式。

直接供电方式与BT 、AT 供电方式相比，其馈电回路和设备简单、投资省、运营维护方便。

采用直接供电方式，对简化系统设备、提高供电可靠性、增强技术指标及广泛的适应性等方面具有极大的现实意义。

但是直接供电方式对邻近通信线路的干扰影响严重，钢轨电位比其他供电方式要高。

为了保留直接供电方式的优点，克服其不足，在其结构上增设与轨道并联的架空回流线，就成为带回线的直接供电方式，简称DN 供电方式，如图2—3--1所示。

它与直接供电方式相比，有以下改善：①原来流经轨道、大地的回流，一部分改由架空回流线流回牵引变电所，其方向与接触网中馈电电流方向相反，架空回流线与接触网距离较近，因此相当于对邻近通信线路增加了屏蔽效果。

②牵引网阻抗和轨道电位都有所降低。

图2-3-1带回流线的直接供电方式示意图架空回流线对通信线路的防干扰效果用屏蔽系数h λ来衡量。

h λ的表达式为g ghh λλλ= (2—41)式中，g λ为轨道的屏蔽系数；gh λ为钢轨和架空回流线构成的回流网络（以下简称回流网络）的屏蔽系数，可按下式计算jt g g t g j gh z z z z ⋅⋅-=∑∑⋅∑⋅1λ (2—42)其中 ∑⋅g j z ——接触网与回流网络的互阻抗；∑⋅g t z ——通信线与回流网络的互阻抗；∑g z ——回流网络的自阻抗。

一般情况下，可以认为通信线对回流网络的相对位置，与通信线对接触网的相对位置相近似，所以jt g t z z =∑⋅则(2—42)式可以进一步简化成∑∑⋅-=g g j gh z z 1λ (2—43)作为简单介绍，以单线区段带回流线的直接供电方式为例，∑g z 、∑g z 可按以下方法近似计算。

接触网的供电及其供电示意图一、接触网的供电方式接触网是架设在铁路线上空向电力机车提供电能的特殊形式的输电线路。

电能由地方电力网输送到铁路牵引变电所后，经主变压器降压达到电力机车正常使用所需电压等级，再由馈电线将电能送至接触网。

电力机车靠从接触网上获取电能以提供牵引动力，保证列车运行。

目前，我国电气化铁道干线上牵引变电所牵引侧母线上的额定电压为27．5kV(自耦变压器供电方式为2×27．5kV)，接触网的额定电压为25kV ，最高电压为29kV 。

在供电距离较长时，电能在输电线路和接触网中产生电能损耗，使接触网末端电压降低。

但接触网末端电压不应低于电力机车的最低工作电压20kV ，系统在非正常运行情况(检修或事故)下，机车受电弓上的电压不得低于19kV ，所以两牵引变电所之间的距离一般为40～60km ，具体间距需经供电计算确定。

电压从牵引变电所经馈电线送至接触网，流过电力机车，再经轨道回路和回流线，流回牵引变电所。

应该指出：由于轨道和大地间是不绝缘的，在电力机车的电流流到轨道以后，并非全部电流都沿着轨道流回牵引变电所。

实际上有部分电流进入大地，并在地中流回牵引变电所。

这种由大地中流经的电流称地中电流(又称泄漏电流或杂散电流)。

牵引变电所向接触网正常供电的方式有两种：单边供电和双边供电。

如图1—3—1所示。

1.单边供电两个牵引变电所之间将接触网分成两个供电分区(又称供电臂)，正常情况图1-3-1 电气化铁道供电系统1—发电厂；2—区域变电所；3—输电线；4—分区亭；5—牵引变电所6—接触线；7—轨道回路；8—回流线；9—电力机车；10供电线nt h两相邻供电臂之间的接触网在电气上是绝缘的，每个供电分区只从一端牵引变电所获得电能的供电方式称为单边供电。

单边供电时，相邻供电臂电气上独立，运行灵活；接触网发生故障时，只影响到本供电分区，故障范围小；牵引变电所馈线保护装置较简单。

这是中国电气化铁道采用的主要形式，乐昌供电车间也在用这种供电方式。

电气化铁道牵引供电装置，又称为牵引供电系统，其系统本身没有发电设备，而是从电力系统取得电能。

目前我国一般由110kV以上的高压电力系统向牵引变电所供电。

目前牵引供电系统的供电方式有直接供电方式、BT供电方式、AT供电方式、同轴电缆和直供加回流线供电方式四种，京沪、沪杭、浙赣都是采用的直供加回流线方式。

一、直接供电方式直接供电方式(TR供电)是指牵引变电所通过接触网直接向电力机车供电，及回流经钢轨及大地直接返回牵引变电所的供电方式。

这种供电方式的电路构成及结构简单，设备少，施工及运营维修都较方便，因此造价也低。

但由于接触网在空中产生的强大磁场得不到平衡，对邻近的广播、通信干扰较大，所以一般不采用。

我国现在多采用加回流线的直接供电方式。

二、BT供电方式所谓BT供电方式就是在牵引供电系统中加装吸流变压器(约3～4km安装一台)和回流线的供电方式。

这种供电方式由于在接触网同高度的外侧增设了一条回流线，回流线上的电流与接触网上的电流方向相反，这样大大减轻了接触网对邻近通信线路的干扰。

BT供电的电路是由牵引变电所、接触悬挂、回流线、轨道以及吸上线等组成。

由图可知，牵引变电所作为电源向接触网供电；电力机车(EL)运行于接触网与轨道之间；吸流变压器的原边串接在接触网中，副边串接在回流线中。

吸流变压器是变比为1：1的特殊变压器。

它使流过原、副边线圈的电流相等，即接触网上的电流和回流线上的电流相等。

因此可以说是吸流变压器把经钢轨、大地回路返回变电所的电流吸引到回流线上，经回流线返回牵引变电所。

这样，回流线上的电流与接触网上的电流大小基本相等，方向却相反，故能抵消接触网产生的电磁场，从而起到防干扰作用。

以上是从理论上分析的理想情况，但实际上由于吸流变压器线圈中总需要励磁电流，所以经回流线的电流总小于接触网上的电流，因此不能完全抵消接触网对通信线路的电磁感应影响。

另外，当机车位于吸流变压器附近时回流还是从轨道中流过一段距离，至吸上线处才流向回流线，则该段回流线上的电流会小于接触网上的电流，这种情况称为“半段效应”。

接触网的供电方式及其供电示意图接触网的供电及其供电示意图一、接触网的供电方式接触网是架设在铁路线上空向电力机车提供电能的特殊形式的输电线路。

电能由地方电力网输送到铁路牵引变电所后，经主变压器降压达到电力机车正常使用所需电压等级，再由馈电线将电能送至接触网。

电力机车靠从接触网上获取电能以提供牵引动力，保证列车运行。

目前，我国电气化铁道干线上牵引变电所牵引侧母线上的额定电压为27．5kV(自耦变压器供电方式为2×27．5kV)，接触网的额定电压为25kV，最高电压为29kV。

在供电距离较长时，电能在输电线路和接触网中产生电能损耗，使接触网末端电压降低。

但接触网末端电压不应低于电力机车的最低工作电压20kV，系统在非正常运行情况(检修或事故)下，机车受电弓上的电压不得低于19kV，所以两牵引变电所之间的距离一般为40～60km，具体间距需经供电计算确定。

电压从牵引变电所经馈电线送至接触网，流过电力机车，再经轨道回路和回流线，流回牵引变电所。

应该指出：由于轨道和大地间是不绝缘的，在电力机车的电流流到轨道以后，并非全部电流都沿着轨道流回牵引变电所。

实际上有部分电流进入大地，并在地中流回牵引变电所。

这种由大地中流经的电流称地中电流(又称泄漏电流或杂散电流)。

牵引变电所向接触网正常供电的方式有两种：单边供电和双边供电。

如图1—3—1所示。

图1-3-1 电气化铁道供电系统1—发电厂；2—区域变电所；3—输电线；4—分区亭；5—牵引变电所1.单边供电两个牵引变电所之间将接触网分成两个供电分区(又称供电臂)，正常情况两相邻供电臂之间的接触网在电气上是绝缘的，每个供电分区只从一端牵引变电所获得电能的供电方式称为单边供电。

单边供电时，相邻供电臂电气上独立，运行灵活；接触网发生故障时，只影响到本供电分区，故障范围小；牵引变电所馈线保护装置较简单。

这是中国电气化铁道采用的主要形式，乐昌供电车间也在用这种供电方式。

第三章接触网基本知识接触网是电气化铁路牵引供电系统重要装置之一，是牵引网的主体，它的构造及工作状态对列车的运行安全和运行速度影响之大。

第一节接触网的组成接触网由接触悬挂、支持装置、支柱与基础，三部分组成，如图3-1-1所示。

图3-1-1 接触网组成示意图（a）接触悬挂; 1-承力索 2-吊弦 3-接触线（b）支持装置: 4-绝缘子 5-平腕臂 6-斜腕臂 7-定位管 8-定位器（c） 9-支柱 10-轨道一、支柱与基础支柱与基础用于承受支持装置和接触悬挂的全部负载，并将接触悬挂固定在规定的位置。

二、支持装置支持装置用于支持接触悬挂，并将其负荷传给支柱。

支持装置由棒式绝缘子、腕臂、定位装置及连接零件构成。

要求它具有足够的机械强度、轻巧耐用，便于施工和维修。

三、接触悬挂接触悬挂是架设在铁路上空的输电线路，与机车受电弓摩擦接触，将从牵引变电所获得的电能输送给电力机车。

接触悬挂由承力索、接触线、吊弦及连接零件构成。

要求接触悬挂弹性好，高度一致，机械强度高，耐磨、耐腐、耐热性能好，稳定性好，使用寿命长，结构简单，便于安装与维修。

第二节接触悬挂的分类由于列车运行速度不同，接触悬挂的结构形式也较为繁多，按有无承力索分为简单悬挂和链形悬挂。

简单悬挂由支持装置直接对接触线进行悬挂和定位。

它结构简单、施工维修方便、造价低，但接触线高度变化大、弹性差，不适应高速列车运行。

链形悬挂通过承力索悬吊接触线，它弹性均匀，接触线高度一致，稳定性好，适应高速列车运行，在我国电气化铁路中广泛采用。

这里只介绍链形悬挂的类型。

一按终端下锚方式分类链形悬挂按终端下锚的方式分为未补偿、半补偿、全补偿三种。

如图3-2-1所示。

未补偿和半补偿链形悬挂，线索张力和弛度变化大，不适于高速列车运行，故已不采用。

全补偿链形悬挂承力索和接触线都采用补偿装置下锚，当温度变化时，补偿装置能自动调整图3-2-1 线索下锚示意图线索张力，保持线索张力不变。

因此，全补偿链形悬挂具有弹性好、线索张力恒定、接触线高度一致、吊弦偏移小、结构高度低、支柱容量小、施工方便等优点，在我国电气化铁路中广泛应用。

一、电气化铁路的组成：电力机车、牵引接触网/牵引变电所，电气化铁道的三大元件。

1、电力机车是由机械部分、电气控制和空气管路系统组成。

牵引变电所的主要功能是降压、分相、为牵引负荷供电，主要设备是牵引变压器。

我过电气化铁道牵引网采用单项工频25kv交流制，牵引变压器原边电压为110kv或220kv，次边电压按比接触网额定电压高10％考虑，一般为27.5kv。

按高压输电线的引入方式分类，主要有“T”接线和“桥”接线。

电力机车根据动力分配情况分为动力集中和动力分散两种类型。

2、供电方式（1）接触网的供电方式，地方电力网将电能输送到铁路牵引变电所，经变电所主变压器降压至适合于电力机车的电压等级后，再经馈电线将电能输送到接触网。

（2）牵引供电系统的供电方式，a、直接供电方：式是指变电所输出的电能直接通过接触网输送给电力机车，牵引电流通过钢轨或大地返回牵引变电所。

b、BT供电方式：指在牵引供电系统中加装吸流变压器--回流线装置的供电方式。

c、AT供电方式又称自偶变压器供电方式。

3、接触网组成是由接触网悬挂、支持装置、定位装置、支柱基础等几部分。

4、接触网的悬挂类型：简单接触悬挂链型悬挂（未补偿简单链型悬挂半补偿简单链型悬挂半补偿弹性链型悬挂）二、支柱1、分类：支柱按材质可分为预应力钢筋混凝土支柱（笨重、经不起碰撞）钢柱（节省钢材，强度大，支柱轻）预应力钢筋混凝土分为（矩形横【利于攀登维修检查】、斜【强度高、支柱承受力矩大、使用寿命长安装受方向限制】腹杆式，等径圆形杆式【制造容易、不受方向限制、受力均匀、但不易检修攀登】。

按用途可分为中间柱、转换柱、锚柱、定位柱、道岔柱、中心柱、软横跨柱、硬横跨柱和桥柱等。

按接触悬挂支持装置的型式可分为腕臂支柱、锚柱、软横跨柱、硬横跨柱等。

2、事故分析：主要是支柱折断或支柱严重倾斜。

a.支柱本体损坏严重并未被及时处理或处理不当，当遇有强风或断线时受冲击张拉而造成折断。

b.支柱未装地线或装设的地线丢失、损坏，当绝缘子闪络或击穿时，接触网通过支柱、大地多次重复放电，烧毁支柱中的钢筋，使支柱强度减小，造成支柱折断。

目前牵引供电系统的供电方式有直接供电方式、BT供电方式、AT供电方式、同轴电缆和直供加回流线供电方式四种，京沪、沪杭、浙赣都是采用的直供加回流线方式。

一、直接供电方式直接供电方式（TR 供电）是指牵引变电所通过接触网直接向电力机车供电，及回流经钢轨及大地直接返回牵引变电所的供电方式。

这种供电方式的电路构成及结构简单，设备少，施工及运营维修都较方便，因此造价也低。

但由于接触网在空中产生的强大磁场得不到平衡，对邻近的广播、通信干扰较大，所以一般不采用。

我国现在多采用加回流线的直接供电方式。

二、BT供电方式所谓BT供电方式就是在牵引供电系统中加装吸流变压器（约3〜4km安装一台）和回流线的供电方式。

这种供电方式由于在接触网同高度的外侧增设了一条回流线，回流线上的电流与接触网上的电流方向相反，这样大大减轻了接触网对邻近通信线路的干扰。

BT 供电的电路是由牵引变电所、接触悬挂、回流线、轨道以及吸上线等组成。

由图可知，牵引变电所作为电源向接触网供电；电力机车（EL）运行于接触网与轨道之间；吸流变压器的原边串接在接触网中，副边串接在回流线中。

吸流变压器是变比为1：1 的特殊变压器。

它使流过原、副边线圈的电流相等，即接触网上的电流和回流线上的电流相等。

因此可以说是吸流变压器把经钢轨、大地回路返回变电所的电流吸引到回流线上，经回流线返回牵引变电所。

这样，回流线上的电流与接触网上的电流大小基本相等，方向却相反，故能抵消接触网产生的电磁场，从而起到防干扰作用。

以上是从理论上分析的理想情况，但实际上由于吸流变压器线圈中总需要励磁电流，所以经回流线的电流总小于接触网上的电流，因此不能完全抵消接触网对通信线路的电磁感应影响。

另外，当机车位于吸流变压器附近时回流还是从轨道中流过一段距离，至吸上线处才流向回流线，则该段回流线上的电流会小于接触网上的电流，这种情况称为“半段效应”。

此外，吸流变压器的原边线圈串接在接触网中，所以在每个吸流变压器安装处接触网必须安装电分段，这样就增加了接触网的维修工作量和事故率。

接触网（牵引网）供电及各类供电方式
牵引网是由馈电线、接触网、钢轨及回流线组成的供电网络，如图：
一般情况下，接触网电压不应低于21kv，干线额定电压25kv，对地27.5kv。

单变供电：每个供电分区只从一端的牵引变电所获得电能（分区亭设备开关打开）
双边供电：两个供电臂同时从两个牵引变电所获得电能（分区亭设备开关关闭）
越区供电：当牵引变电所不能正常供电时，通过分区亭开关，由两侧相邻的变电所供电的临时措施（非正常状态）
以下是几中供电方式示意图：。